جب ہم سانس لیتے ہیں تو ہمارے اردگرد موجود ہوا ہمیں بالکل عام اور سادہ چیز محسوس ہوتی ہے۔ لیکن کیا آپ جانتے ہیں کہ اسی ہوا میں ایک ایسی گیس موجود ہے جو صنعت، طب، خوراک، کیمیکل، تیل و گیس اور بے شمار دوسرے شعبوں کے لیے انتہائی اہم ہے؟

اس گیس کا نام نائٹروجن ہے۔

زمین کے ماحول میں تقریباً 78 فیصد نائٹروجن موجود ہے، یعنی ہم جس ہوا میں سانس لیتے ہیں اس کا سب سے بڑا حصہ نائٹروجن پر مشتمل ہے۔ لیکن دلچسپ بات یہ ہے کہ صنعتی استعمال کے لیے نائٹروجن عام طور پر کسی خاص کیمیائی عمل سے تیار نہیں کی جاتی، بلکہ اسے ہوا سے الگ کیا جاتا ہے۔

تو آخر یہ عمل کیسے ہوتا ہے؟ نائٹروجن کو ہوا سے کیسے حاصل کیا جاتا ہے؟ اور صنعتوں میں استعمال ہونے والی خالص نائٹروجن کس طرح تیار ہوتی ہے؟

آئیے آسان الفاظ میں سمجھتے ہیں۔

نائٹروجن کیا ہے؟

نائٹروجن ایک بے رنگ، بے بو اور تقریباً بے ذائقہ گیس ہے۔ عام حالات میں نائٹروجن کے دو ایٹم مل کر ایک سالمہ بناتے ہیں، جسے N₂ کہا جاتا ہے۔

فضا میں نائٹروجن کی مقدار بہت زیادہ ہونے کے باوجود انسان براہِ راست اس نائٹروجن کو سانس کے ذریعے استعمال نہیں کر سکتا۔ تاہم یہ زمین پر زندگی کے لیے انتہائی اہم ہے، کیونکہ نائٹروجن پودوں، جانوروں اور انسانوں کے لیے ضروری حیاتیاتی عمل میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔

نائٹروجن گیس کہاں سے آتی ہے؟

اس سوال کا سب سے آسان جواب ہے:

نائٹروجن ہمیں زیادہ تر ہوا سے حاصل ہوتی ہے۔

ہوا میں تقریباً:

• 78 فیصد نائٹروجن
• 21 فیصد آکسیجن
• تقریباً 1 فیصد دیگر گیسیں

موجود ہوتی ہیں۔

چونکہ ہوا میں نائٹروجن کی مقدار بہت زیادہ ہے، اس لیے صنعتوں میں ہوا کو خام مال کے طور پر استعمال کرکے نائٹروجن کو دوسرے اجزا سے الگ کیا جاتا ہے۔

نائٹروجن کو ہوا سے کیسے الگ کیا جاتا ہے؟

نائٹروجن حاصل کرنے کے لیے مختلف ٹیکنالوجیز استعمال ہوتی ہیں۔ ان میں تین اہم طریقے یہ ہیں:

1۔ انتہائی کم درجہ حرارت کے ذریعے علیحدگی

بڑے صنعتی پلانٹس میں نائٹروجن حاصل کرنے کا ایک اہم طریقہ کرائیوجینک ایئر سیپریشن ہے۔

اس طریقے میں پہلے ماحول سے ہوا حاصل کی جاتی ہے اور اسے صاف کرکے دباؤ میں لایا جاتا ہے۔ اس کے بعد ہوا کو انتہائی کم درجہ حرارت تک ٹھنڈا کیا جاتا ہے، یہاں تک کہ وہ مائع حالت اختیار کرنے لگتی ہے۔

اب چونکہ نائٹروجن اور آکسیجن کے ابلنے کے درجہ حرارت مختلف ہوتے ہیں، اس فرق کو استعمال کرکے دونوں گیسوں کو الگ کیا جا سکتا ہے۔

اس عمل کو عام طور پر تقطیری علیحدگی کہا جاتا ہے۔

یہ طریقہ بڑے صنعتی پلانٹس میں استعمال ہوتا ہے جہاں بہت زیادہ مقدار میں نائٹروجن، آکسیجن اور دوسری صنعتی گیسیں درکار ہوتی ہیں۔

2۔ پی ایس اے کے ذریعے نائٹروجن کی تیاری

دوسرا بہت اہم طریقہ پی ایس اے ہے، جسے دباؤ کی تبدیلی کے ذریعے جذب کرنے کا طریقہ کہا جا سکتا ہے۔

یہ طریقہ صنعتی اداروں میں کافی مقبول ہے، کیونکہ اس کے ذریعے ضرورت کی جگہ پر نائٹروجن تیار کی جا سکتی ہے۔

اس نظام میں پہلے کمپریسر کے ذریعے ہوا کو دباؤ میں لایا جاتا ہے۔ اس کے بعد ہوا کو فلٹر اور خشک کیا جاتا ہے۔

پھر یہ صاف اور خشک ہوا ایک خاص مادے سے گزرتی ہے جسے مالیکیولر سیو کہا جاتا ہے۔

یہ مادہ ہوا میں موجود آکسیجن کو زیادہ مقدار میں اپنے اندر جذب کر لیتا ہے، جبکہ نائٹروجن اس عمل سے گزر کر آگے نکل جاتی ہے۔

اس طرح ہمیں نائٹروجن سے بھرپور گیس حاصل ہوتی ہے۔

پی ایس اے نظام کا آسان خاکہ

فضائی ہوا → کمپریسر → فلٹر → خشک کرنے والا نظام → مالیکیولر سیو → نائٹروجن گیس

اس نظام کا ایک بڑا فائدہ یہ ہے کہ صنعت اپنی ضرورت کے مطابق موقع پر ہی نائٹروجن پیدا کر سکتی ہے، جس سے سلنڈروں یا بیرونی سپلائی پر انحصار کم ہو سکتا ہے۔

3۔ جھلی کے ذریعے نائٹروجن حاصل کرنا

نائٹروجن حاصل کرنے کا ایک اور طریقہ ممبرین ٹیکنالوجی ہے۔

اس طریقے میں کمپریسڈ ہوا کو ایک خاص جھلی سے گزارا جاتا ہے۔ مختلف گیسیں اس جھلی سے مختلف رفتار سے گزرتی ہیں۔

آکسیجن اور کچھ دوسری گیسیں نسبتاً تیزی سے جھلی سے گزر کر باہر نکل جاتی ہیں، جبکہ نائٹروجن زیادہ مقدار میں دوسری طرف باقی رہ جاتی ہے۔

اس طرح نائٹروجن سے بھرپور گیس حاصل کی جا سکتی ہے۔

یہ نظام خاص طور پر ان جگہوں پر مفید ہو سکتا ہے جہاں مسلسل اور نسبتاً کم مقدار میں نائٹروجن کی ضرورت ہو۔

صنعتوں میں نائٹروجن کہاں استعمال ہوتی ہے؟

شاید آپ کو حیرت ہو کہ نائٹروجن اتنی زیادہ صنعتوں میں استعمال ہوتی ہے۔

تیل اور گیس کی صنعت

تیل اور گیس کے شعبے میں نائٹروجن کا استعمال مختلف مقاصد کے لیے کیا جاتا ہے، جن میں نظام کو صاف کرنا، گیس یا آکسیجن کو خارج کرنا اور بعض مخصوص صنعتی عمل شامل ہیں۔

چونکہ نائٹروجن نسبتاً غیر فعال گیس ہے، اس لیے اسے ایسے ماحول میں استعمال کیا جا سکتا ہے جہاں آکسیجن کی موجودگی نقصان دہ ہو۔

خوراک کی صنعت

خوراک کو زیادہ دیر تک محفوظ رکھنے کے لیے بھی نائٹروجن استعمال کی جاتی ہے۔

مثلاً بعض کھانے کی پیکنگ میں موجود آکسیجن کو کم کرکے نائٹروجن بھری جاتی ہے۔ اس سے آکسیڈیشن کو کم کرنے اور مصنوعات کی شیلف لائف بہتر بنانے میں مدد مل سکتی ہے۔

کیمیکل صنعت

کیمیائی صنعت میں نائٹروجن کا استعمال ایسے ماحول کو برقرار رکھنے کے لیے کیا جاتا ہے جہاں آکسیجن یا نمی کی موجودگی مطلوب نہ ہو۔

الیکٹرانکس اور حساس آلات

بعض حساس صنعتی اور الیکٹرانک عمل میں بھی نائٹروجن استعمال ہوتی ہے، کیونکہ وہاں صاف اور نسبتاً غیر فعال ماحول کی ضرورت ہوتی ہے۔

دھات سازی

دھاتوں کی تیاری اور بعض حرارتی عمل میں بھی نائٹروجن کا استعمال کیا جاتا ہے تاکہ ناپسندیدہ کیمیائی ردِعمل کو کم کیا جا سکے۔

نائٹروجن کو غیر فعال گیس کیوں کہا جاتا ہے؟

نائٹروجن عام حالات میں نسبتاً کم ردِعمل دینے والی گیس ہے۔ نائٹروجن کے دو ایٹموں کے درمیان مضبوط تعلق موجود ہوتا ہے، جس کی وجہ سے عام حالات میں یہ آسانی سے دوسری چیزوں کے ساتھ ردِعمل نہیں کرتی۔

اسی خاصیت کی وجہ سے صنعتوں میں نائٹروجن کو ایسے ماحول میں استعمال کیا جاتا ہے جہاں آکسیجن یا دوسری فعال گیسوں کو کم کرنا ضروری ہو۔

تاہم یہ یاد رکھنا ضروری ہے کہ نائٹروجن کو مکمل طور پر ہر حالت میں غیر فعال سمجھنا درست نہیں۔ مخصوص حالات، درجہ حرارت اور دباؤ میں نائٹروجن کیمیائی ردِعمل میں حصہ لے سکتی ہے۔

کیا نائٹروجن گیس خطرناک ہے؟

خالص نائٹروجن عام حالات میں زہریلی گیس نہیں ہے، لیکن اس کا ایک اہم خطرہ ضرور ہے۔

اگر کسی بند جگہ میں نائٹروجن کی مقدار بہت زیادہ ہو جائے تو یہ وہاں موجود آکسیجن کو کم کر سکتی ہے۔ ایسی صورت میں انسان کو سانس لینے کے لیے مناسب آکسیجن نہیں ملتی اور یہ صورتحال انتہائی خطرناک ہو سکتی ہے۔

اسی لیے صنعتی مقامات پر نائٹروجن کے استعمال کے دوران وینٹیلیشن، گیس مانیٹرنگ اور حفاظتی طریقہ کار بہت اہم ہوتے ہیں۔

کیا نائٹروجن گیس گھر پر بنائی جا سکتی ہے؟

نظریاتی طور پر ہوا سے نائٹروجن الگ کی جا سکتی ہے، لیکن صنعتی معیار کی نائٹروجن حاصل کرنے کے لیے مناسب آلات، کمپریسڈ ہوا، فلٹریشن، مالیکیولر سیو یا جھلی اور درست کنٹرول سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے۔

اسی لیے صنعتی استعمال کے لیے نائٹروجن حاصل کرنے کا محفوظ اور قابلِ اعتماد طریقہ مناسب نائٹروجن جنریٹر یا مستند صنعتی گیس سپلائی کا استعمال ہے۔

نائٹروجن کی کہانی دراصل ہوا کی کہانی ہے

سب سے دلچسپ بات یہ ہے کہ نائٹروجن ہمارے چاروں طرف پہلے سے موجود ہے۔ ہمیں اسے زمین کے اندر سے نکالنے یا کسی پیچیدہ کیمیائی عمل سے شروع سے بنانے کی ضرورت نہیں ہوتی۔

ہم صرف ہوا کو صحیح طریقے سے صاف، کمپریس اور علیحدہ کرتے ہیں اور اس کے نتیجے میں نائٹروجن حاصل کر لیتے ہیں۔

بڑے صنعتی پلانٹس میں انتہائی کم درجہ حرارت کے ذریعے گیسوں کو الگ کیا جاتا ہے، جبکہ بہت سی صنعتوں میں پی ایس اے یا جھلی پر مبنی نائٹروجن جنریٹر استعمال کیے جاتے ہیں۔

یعنی جس ہوا کو ہم روزانہ معمولی چیز سمجھ کر نظر انداز کر دیتے ہیں، اسی ہوا سے حاصل ہونے والی نائٹروجن جدید صنعت کا ایک انتہائی اہم حصہ ہے۔

خلاصہ

نائٹروجن گیس بنیادی طور پر ہوا سے الگ کی جاتی ہے۔ اس کے لیے کرائیوجینک علیحدگی، پی ایس اے اور ممبرین ٹیکنالوجی جیسے طریقے استعمال ہوتے ہیں۔

اس کا استعمال تیل و گیس، خوراک، کیمیکل، دھات سازی، الیکٹرانکس اور بہت سے دوسرے صنعتی شعبوں میں ہوتا ہے۔

اگلی بار جب آپ ہوا میں سانس لیں تو یاد رکھیں کہ آپ کے اردگرد موجود اسی ہوا کا تقریباً 78 فیصد حصہ نائٹروجن ہے—ایک ایسی گیس جو نظر نہیں آتی، مگر جدید دنیا کی صنعت کا ایک انتہائی اہم حصہ ہے۔